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摘要

本文使用静态扩散法结合常规X射线粉末衍射和电子探针技术, 在Ag-In-Se体系中发现了Ag _yIn _3.33–y/3Se ₅新化合物. 其结构属于三方晶系, 空间群为 P3 m1, 是二维层状结构, 单层晶胞由9个原子量子层按照Se1-In1-Se2-In2-Se3-Ag/In3 -Se4-In4-Se5顺序排布构成, 层间由弱范德瓦耳斯力结合. 烧结的块体样品表现出强烈的取向性, 在平行压力方向上具有极低的晶格热导率(在873 K为0.15 W·m ^–1·K ^–1). 这种本征低的晶格热导率主要源于材料的低声速和低频光学支声子与声学支声子强耦合作用. Ag _yIn _3.33–y/3Se ₅样品表现为 n型传导, 室温下电导率约为4 × 10 ⁴S·m ^–1, Seebeck系数约为–80 μV·K ^–1, 样品在宽温度范围内均表现出较好的电传输性能, 在450—800 K范围内的功率因子为5 μW·cm ^–1·K ^–2左右. 由于在平行压力方向上低的晶格热导率, 最终Ag _0.407In _3.198Se ₅样品在873 K达到最大热电优值 ZT为1.01, 在300—850 K的平均 ZT为0.45. 该化合物的发现, 扩充了铜属硫基化合物体系的n型材料, 为铜属硫基化合物体系的应用奠定了重要基础.

关键词:

Abstract

In this study, we find new Ag _yIn _3.33–y/3Se ₅compounds in Ag-In-Se system by static diffusion method combined with common X-ray diffraction and backscattering electron analysis. The crystal structure belongs to the trilateral system with the P3 m1 space group, which features a two-dimensional layered structure. The unit cell is composed of 9-atom quantum layers arranged in the sequence of Se1-In1-Se2-In2-Se3-Ag/In3-Se4-In4-Se5, and in-between these layers are bonded by the weak van der Waals force. The sintered bulk samples show highly anisotropic transport properties and have an ultra-low lattice thermal conductivity along the direction parallel to sintering pressure about 0.15 W·m ^–1·K ^–1at 873 K. The intrinsically ultra-low lattice thermal conductivity mainly comes from low phonon velocity and the strong coupling between low frequency optical phonon and acoustic phonons. The Ag _yIn _3.33–y/3Se ₅compounds behave as an n-type conduction. The electrical conductivity is 4×10 ⁴S·m ^–1and the Seebeck coefficient is –80 μV·K ^–1at room temperature. Therefore, Ag _yIn _3.33–y/3Se ₅compounds show high electrical transport properties in a wide temperature range, and the power factor is around 5 μW·cm ^–1·K ^–2in a range of 450–800 K. Owing to the ultra-low lattice thermal conductivity along the direction parallel to sintering pressure, Ag _0.407In _3.198Se ₅reaches a maximum ZTof 1.01 at 873 K and an average ZTof 0.45 at 300–850 K. The discovery of Ag _yIn _3.33–y/3Se ₅expands the n-type copper based chalcogenide and lays an important foundation for the application of copper based chalcogenide.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.

通信作者:苏贤礼,suxianli@whut.edu.cn; 唐新峰,tangxf@whut.edu.cn

基金项目:国家重点研发计划 (批准号: 2018YFB0703600)和国家自然科学基金(批准号: 52122108, 51972256)资助的课题.

Authors and contacts

1.
2.

Corresponding author:Su Xian-Li,suxianli@whut.edu.cn; Tang Xin-Feng,tangxf@whut.edu.cn

Funds:Project supported by the National Key Research and Development Program of China (Grant No. 2018YFB0703600) and the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 52122108, 51972256).

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参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
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[43]
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施引文献

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Sample	y= 0.384	y= 0.392	y= 0.400	y= 0.407	y= 0.415
μ_H/ (cm²·V^–1·s^–1)	136.42	141.21	144.80	131.40	130.69
n_H/(10¹⁹cm^–3)	1.88	1.70	1.68	1.93	1.85

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Sample	γ/ (mJ·mol^–1·K^–2)	b/ (mJ·mol^–1·K^–4)	A₁	θ_E1/K	A₂	θ_E1/K	θ_D/K
y= 0.392	0.02813	2.95 × 10^–4	13.43	40.18	57.01	82.63	164

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Parameter	Ag_0.392In_3.203Se₅	AgInSe₂	AgIn₅Se₈
v_l/(m·s^–1)	3058	3584	3778
v_s/(m·s^–1)	1527	1530	1803
v_a/(m·s^–1)	1713	1729	2028
E/GPa	35.0	52.5	50.6
γ	2.00	2.87	2.20

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[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
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[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]

[1]	李睿英, 罗婷婷, 李貌, 陈硕, 鄢永高, 吴劲松, 苏贤礼, 张清杰, 唐新峰.n型Bi_2–xSb_xTe_3–ySe_y基化合物的缺陷结构调控与电热输运性能. 必威体育下载 , 2024, 73(9): 097101.doi:10.7498/aps.73.20240098
[2]	李强, 陈硕, 刘可可, 鲁志强, 胡芹, 冯利萍, 张清杰, 吴劲松, 苏贤礼, 唐新峰.n型Bi₂Te₃基化合物的类施主效应和热电性能. 必威体育下载 , 2023, 72(9): 097101.doi:10.7498/aps.72.20230231
[3]	胡威威, 孙进昌, 张玗, 龚悦, 范玉婷, 唐新峰, 谭刚健.利用晶体结构工程提升GeSe化合物热电性能的研究. 必威体育下载 , 2022, 71(4): 047101.doi:10.7498/aps.71.20211843
[4]	范人杰, 江先燕, 陶奇睿, 梅期才, 唐颖菲, 陈志权, 苏贤礼, 唐新峰.In₁₊_xTe化合物的结构及热电性能研究. 必威体育下载 , 2021, 70(13): 137102.doi:10.7498/aps.70.20210041
[5]	胡威威, 孙进昌, 张玗, 龚悦, 范玉婷, 唐新峰, 谭刚健.利用晶体结构工程提升GeSe化合物热电性能的研究. 必威体育下载 , 2021, (): .doi:10.7498/aps.70.20211843
[6]	邹平, 吕丹, 徐桂英.高压烧结制备Tb掺杂n型(Bi_1–xTb_x)₂(Te_0.9Se_0.1)₃合金及其微结构和热电性能. 必威体育下载 , 2020, 69(5): 057201.doi:10.7498/aps.69.20191561
[7]	袁国才, 陈曦, 黄雨阳, 毛俊西, 禹劲秋, 雷晓波, 张勤勇.Mg₂Si_0.3Sn_0.7掺杂Ag和Li的热电性能对比. 必威体育下载 , 2019, 68(11): 117201.doi:10.7498/aps.68.20190247
[8]	余波.Ag掺杂对p型Pb0.5Sn0.5Te化合物热电性能的影响规律. 必威体育下载 , 2012, 61(21): 217104.doi:10.7498/aps.61.217104
[9]	张贺, 骆军, 朱航天, 刘泉林, 梁敬魁, 饶光辉.Cu掺杂AgSbTe2化合物的相稳定、晶体结构及热电性能. 必威体育下载 , 2012, 61(8): 086101.doi:10.7498/aps.61.086101
[10]	杜保立, 徐静静, 鄢永高, 唐新峰.非化学计量比AgSbTe2+x化合物制备及热电性能. 必威体育下载 , 2011, 60(1): 018403.doi:10.7498/aps.60.018403
[11]	罗文辉, 李涵, 林泽冰, 唐新峰.Si含量对高锰硅化合物相组成及热电性能的影响研究. 必威体育下载 , 2010, 59(12): 8783-8788.doi:10.7498/aps.59.8783
[12]	周龙, 李涵, 苏贤礼, 唐新峰.In掺杂对n型方钴矿化合物的微结构及热电性能的影响规律. 必威体育下载 , 2010, 59(10): 7219-7224.doi:10.7498/aps.59.7219
[13]	郭全胜, 李涵, 苏贤礼, 唐新峰.熔体旋甩法制备p型填充式方钴矿化合物Ce0.3Fe1.5Co2.5Sb12的微结构及热电性能. 必威体育下载 , 2010, 59(9): 6666-6672.doi:10.7498/aps.59.6666
[14]	王善禹, 谢文杰, 李涵, 唐新峰.熔体旋甩法合成n型(Bi0.85Sb0.15)2(Te1-xSex)3化合物的微结构及热电性能. 必威体育下载 , 2010, 59(12): 8927-8933.doi:10.7498/aps.59.8927
[15]	苏贤礼, 唐新峰, 李涵.熔体旋甩工艺对n型InSb化合物的微结构及热电性能的影响. 必威体育下载 , 2010, 59(4): 2860-2866.doi:10.7498/aps.59.2860
[16]	邓书康, 唐新峰, 杨培志, 鄢永高.Cd掺杂p型Ge基Ba8Ga16CdxGe30-x Ⅰ型笼合物的结构及热电特性. 必威体育下载 , 2009, 58(6): 4274-4280.doi:10.7498/aps.58.4274
[17]	曹卫强, 邓书康, 唐新峰, 李鹏.熔体旋甩工艺对Zn掺杂Ⅰ-型Ba8Ga12Zn2Ge32笼合物微结构及热电性能的影响. 必威体育下载 , 2009, 58(1): 612-618.doi:10.7498/aps.58.612
[18]	苏贤礼, 唐新峰, 李涵, 邓书康.Ga填充n型方钴矿化合物的结构及热电性能. 必威体育下载 , 2008, 57(10): 6488-6493.doi:10.7498/aps.57.6488
[19]	刘海君, 鄢永高, 唐新峰, 尹玲玲, 张清杰.p型Ag0.5(Pb8－xSnx)In0.5Te10化合物的制备及其热电性能. 必威体育下载 , 2007, 56(12): 7309-7314.doi:10.7498/aps.56.7309
[20]	唐新峰, 陈立东, 後藤孝, 平井敏雄, 袁润章.n型BayNixCo4-xSb12化合物的热电性能. 必威体育下载 , 2002, 51(12): 2823-2828.doi:10.7498/aps.51.2823

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